Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on looduslik polümeermaterjal, mida tavaliselt kasutatakse toidu, meditsiini, kosmeetika ja muudes põldudes. Selle viskoossus on oluline näitaja, mis mõjutab selle jõudlust, mis on tavaliselt tihedalt seotud selliste teguritega nagu HPMC molekulmass, lahuse kontsentratsioon, lahusti tüüp ja temperatuur.
1. molekulmass
HPMC molekulmass on üks kriitilisemaid tegureid, mis mõjutavad selle viskoossust. Üldiselt, mida suurem on molekulmass, seda pikem on HPMC molekulaarne ahel, seda halvem on voolavus ja seda suurem on viskoossus. Selle põhjuseks on asjaolu, et makromolekulaarse ahela struktuur tagab molekulidevahelise interaktsiooni, mille tulemuseks on tugevamad piirangud lahuse voolavuse kohta. Seetõttu on sama kontsentratsiooni korral suurema molekulmassiga HPMC lahendustel tavaliselt suurem viskoossus.
Molekulmassi suurenemine mõjutab ka lahuse viskoelastseid omadusi. Suurema molekulaarsete raskustega HPMC lahustel on tugevam viskoelastsus madalama nihkekiirusega, kõrgemate nihkekiirustega võivad nad käituda nagu Newtoni vedelikud. See muudab HPMC -l erineva kasutusstsenaariumi korral keerukamaks reoloogilisemaks käitumiseks.
2. Lahuse kontsentratsioon
Lahuse kontsentratsioon mõjutab märkimisväärselt HPMC viskoossust. HPMC kontsentratsiooni suurenedes suureneb lahuse molekulide koostoime, mille tulemuseks on suurenenud voolukindlus ja seega suurenenud viskoossus. Üldiselt näitab HPMC kontsentratsioon mittelineaarset kasvu teatud vahemikus, see tähendab kiiruse, millega viskoossus suureneb, kontsentratsiooni järk -järgult aeglustudes.
Eriti suure kontsentratsioonilahuste korral on molekulaarsete ahelate vastastikmõju tugevam ning võib toimuda võrgustruktuurid või geelistus, mis suurendab veelgi lahuse viskoossust. Seetõttu on tööstuslikes rakendustes ideaalse viskoossuse kontrolli saavutamiseks sageli vaja HPMC kontsentratsiooni kohandada.
3. lahusti tüüp
HPMC lahustuvus ja viskoossus on seotud ka kasutatud lahusti tüübiga. HPMC kasutab tavaliselt vett lahustina, kuid teatud konkreetsetes tingimustes võib kasutada ka muid lahusteid, näiteks etanooli ja atsetooni. Vesi kui polaarlahust võib HPMC molekulides sisalduvate hüdroksüül- ja metüülrühmadega tugevalt suhelda, et soodustada selle lahustumist.
Lahusti polaarsus, temperatuur ja lahusti ja HPMC molekulide vastastikmõju mõjutavad HPMC lahustuvust ja viskoossust. Näiteks madala polaarsusega lahusti kasutamisel väheneb HPMC lahustuvus, mille tulemuseks on lahuse madalam viskoossus.
4. Temperatuur
Temperatuuri mõju HPMC viskoossusele on samuti väga oluline. Üldiselt väheneb HPMC lahuse viskoossus temperatuuri tõusuga. Selle põhjuseks on asjaolu, et temperatuuri tõustes suureneb molekulaarne termiline liikumine, mille tulemuseks on molekulide vahelise interaktsiooni jõud nõrgenemine, vähendades sellega viskoossust.
Teatud temperatuurivahemikes näitavad HPMC lahuse reoloogilised omadused ilmsemat mitte-Newtoni vedeliku käitumist, see tähendab, et viskoossust ei mõjuta mitte ainult nihkekiirus, vaid ka temperatuurimuutused mõjutavad seda ka märkimisväärselt. Seetõttu on praktilistes rakendustes temperatuurimuutuste kontrollimine üks tõhusaid vahendeid HPMC viskoossuse reguleerimiseks.
5. nihkekiirus
HPMC lahuse viskoossust ei mõjuta mitte ainult staatilised tegurid, vaid ka nihkekiirus. HPMC on mitte-Newtoni vedelik ja selle viskoossus muutub nihkekiiruse muutumisega. Üldiselt näitab HPMC lahus kõrgemat viskoossust madalate nihkekiiruste korral, samas kui viskoossus väheneb märkimisväärselt kõrgete nihkekiiruste korral. Seda nähtust nimetatakse nihkevedeldamiseks.
Nihkekiiruse mõju HPMC lahuse viskoossusele on tavaliselt seotud molekulaarsete ahelate voolukäitumisega. Madalamate nihkekiiruste korral kipuvad molekulaarsed ahelad kokku kiikuma, mille tulemuseks on suurem viskoossus; Kõrgemate nihkekiiruste korral on molekulaarsete ahelate vastastikmõju katki ja viskoossus on suhteliselt madal.
6. pH väärtus
HPMC viskoossus on seotud ka lahuse pH väärtusega. HPMC molekulid sisaldavad reguleeritavaid hüdroksüpropüül- ja metüülrühmi ning nende rühmade laengu olekut mõjutab pH. Teatud pH -vahemikes võivad HPMC molekulid ioniseerida või moodustada geele, muutes sellega lahuse viskoossust.
Üldiselt võib happelises või aluselises keskkonnas muutuda HPMC struktuur, mõjutades selle interaktsiooni lahusti molekulidega ja mõjutades omakorda viskoossust. Erineva pH väärtuste korral võivad HPMC lahenduste stabiilsus ja reoloogia erineda ka, nii et erilist tähelepanu tuleks PH -juhtimisel kasutada kasutamise ajal.
7. Lisandite mõju
Lisaks ülaltoodud teguritele võivad teatud lisandid, näiteks soolad ja pindaktiivsed ained, mõjutada ka HPMC viskoossust. Soolade lisamine võib sageli muuta lahuse ioonset tugevust, mõjutades sellega HPMC molekulide lahustuvust ja viskoossust. Pindaktiivsed ained võivad muuta HPMC molekulaarset struktuuri, muutes molekulide vastastikmõju, muutes sellega selle viskoossust.
HPMC viskoossust mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas molekulmass, lahuse kontsentratsioon, lahusti tüüp, temperatuur, nihkekiirus, pH väärtus ja lisandid. HPMC viskoossuse omaduste kontrollimiseks tuleb neid tegureid vastavalt tegelikele rakendusnõuetele mõistlikult kohandada. Neid mõjutavate tegurite mõistmisega saab HPMC toimivust optimeerida erinevates tootmis- ja kasutusstsenaariumides, et tagada selle stabiilsus ja tõhusus erinevates rakendustes.
Postiaeg: 15. veebruar 20125